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浙大科學(xué)家研發(fā)的機(jī)器狗“絕影” 能跑能上下樓

2018-12-06 14:06 浙江在線

導(dǎo)讀:這只由浙江大學(xué)和云深處科技共同出品的“絕影”狗,是亞洲機(jī)器狗的代表之一。世界上另外幾只知名的機(jī)器狗,有美洲波士頓動力(Boston Dynamics)的“Spot Mini”、麻省理工(MIT)的Cheetah。

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12月4日訊 上周末,我遛了一只“狗”。

它的步態(tài),明顯和同在廣場上遛達(dá)的二哈、法斗、薩摩耶……都不一樣。你可能猜到了,這不是一條生物狗。狗的名字叫做“絕影”,它是一個四足機(jī)器人。

這只由浙江大學(xué)和云深處科技共同出品的“絕影”狗,是亞洲機(jī)器狗的代表之一。世界上另外幾只知名的機(jī)器狗,有美洲波士頓動力(Boston Dynamics)的“Spot Mini”、麻省理工(MIT)的Cheetah。

今年初,“絕影”首次亮相時,曾展示過雪地步行、抗暴力擊打、倒地起身的英姿。昨天,升級版的“絕影”表演了爬樓梯和跑步技能,這也是中國首個公開展示這兩項運動能力的四足機(jī)器人。

狗爸爸們

是一支最man團(tuán)隊

“絕影”的名字,源自一代梟雄曹操的坐騎“絕影”——

在討伐張繡之戰(zhàn)中,曹操被騙,中計倉皇逃走,護(hù)了主人一命的就是名駒“絕影”?!度龂分械摹敖^影”,最終被亂箭射殺壯烈而死。

此“絕影”問世后,帶著彼“絕影”良駒的風(fēng)范——英俊、忠誠;而且戰(zhàn)斗力更加強勁。

“絕影”相貌堂堂,身長1米,四足站立時45厘米高,重70公斤,在四足機(jī)器人中算大個子。最大負(fù)荷20公斤,續(xù)航2小時。

此前,這只狗已經(jīng)掌握了跑跳、爬梯子、在碎石子路上行走、自主蹲下再站起來等許多能力。

它動作自然柔順,反應(yīng)快速準(zhǔn)確,面對復(fù)雜環(huán)境表現(xiàn)出很強的適應(yīng)力。

狗的家長,有10個人——從云深處科技團(tuán)隊的負(fù)責(zé)人、浙江大學(xué)控制學(xué)院、浙江大學(xué)工程師學(xué)院教師朱秋國,到各位隊員,全是男士,分別負(fù)責(zé)機(jī)械、電子、控制、系統(tǒng)、軟件方面的工作,被稱為“最man團(tuán)隊”。

就像真實的動物那樣,“絕影”的“大腦”能夠快速分析自己的處境,然后命令四肢做出相應(yīng)的動作防止自己摔倒。就算真摔倒了,它也能自主翻身,再爬起來。

團(tuán)隊成員莫小波告訴錢報記者,做到這些,“絕影”需要發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng),因為他們采用了高實時性的操作系統(tǒng),并自主開發(fā)一系列驅(qū)動程序,使信息的傳輸大大提速。

而“絕影”一舉一動那種自然的節(jié)奏和神韻,還要歸功于精妙的機(jī)械設(shè)計。

就像人類的四肢一樣,“絕影”的四肢也是力控的,可以與環(huán)境實現(xiàn)更好的交互,不像流水線上硬邦邦的機(jī)械臂那樣沿著嚴(yán)格的軌跡死板運動。

這將有利于它走出實驗室,在日常環(huán)境中真正發(fā)揮作用。

勇攀障礙樓梯

收獲迷妹

那天,當(dāng)“絕影”從實驗室里走出來的時候,“嚴(yán)父”人設(shè)的狗爸爸們,給狗狗設(shè)置了一堆難題。

先是要走十幾級臺階,臺階高15厘米,寬30厘米。

爬樓梯模式啟動后,“絕影”很輕松地完成任務(wù);接著在沒有啟用視覺功能的情況下,它“閉著眼睛”,直接倒退走下臺階回到出發(fā)地。

要知道,在重心后移又不能看路的情況下,人都不能輕易做到——狗狗,干得漂亮!

考驗還沒結(jié)束。很快,狗爸爸們隨機(jī)撒了一把障礙物——木塊、橡膠墊,還有鋁棒,什么絆腳放什么。

“絕影”再次開始爬樓,這次它頻繁被障礙物崴到腳,有時候身子略微搖晃,嚴(yán)重的時候甚至一個趔趄。狗爸爸還嫌難度不夠,用一根繩子系在它屁股后頭,這不是拖后腿嗎?就這么一邊打滑,一邊還得奮力往上爬,“絕影”又成功爬到頂。

演示當(dāng)天,“絕影”被來回“折磨”多趟,當(dāng)狗耗盡最后的力氣完成任務(wù),收腿趴下休息時,旁觀人群中的一個小女孩,跟邊上的爸爸說:“爸爸我也要一只機(jī)器狗。”

這個爸爸馬上走到控制“絕影”的電腦邊上去張望?!敖^影”的兩個爸爸張江元和儲振喊一聲:“別動我電腦!”小女孩補一句:“我爸爸也會寫代碼?!?/p>

當(dāng)然,未來“絕影”不止會是一只可以陪伴人類的機(jī)器寵物狗。

一只狗跑出了

一支軍隊的氣勢

完成上午的任務(wù),“絕影”和爸爸們各自“補血”——狗要充電,狗爸爸們吃午飯,下午,“絕影”要接受一項新的挑戰(zhàn):跑100米。

滿血復(fù)活的“絕影”來到浙江大學(xué)紫金港校區(qū)的操場,這里剛剛更新了最先進(jìn)的塑膠跑道,“絕影”踏步熱身,摩拳擦掌。

起跑!“踏踏踏踏”,“絕影”越跑越快,它的配速達(dá)到6公里/時,每跑一步大約0.5秒的時間里,有近1/3的時間四腳騰空。我一路陪跑,按照我1米6的身高,需要小跑才能夠跟上“絕影”。

伴著“絕影”有力的步伐聲,身邊這條英姿颯爽的狗,跑出了一支軍隊的氣勢。

“跑步主要展示新的運動能力以及未來機(jī)器人在運動快速性的潛力,上下樓梯主要體現(xiàn)機(jī)器人適應(yīng)城市或人居環(huán)境中的臺階問題,可以較好地體現(xiàn)四足機(jī)器人相對于輪式機(jī)器人的優(yōu)勢。”團(tuán)隊成員張學(xué)垠說,上下臺階和跑步,將極大地提升四足機(jī)器人的可運動范圍,應(yīng)用的場景也將變得更加豐富。

四足機(jī)器人擁有廣闊的應(yīng)用前景。它們不依靠輪子或履帶,噪聲小,幾乎無污染,可以在人類身邊工作,執(zhí)行巡邏、安防等任務(wù);也可以代替人類在各種極限環(huán)境中工作。抗震救災(zāi)時人員或者飛機(jī)無法抵達(dá)的情況下,可以用四足機(jī)器人探尋生命跡象;太空探索中,輪式移動機(jī)器人可能會被障礙物擋住,但四足機(jī)器人可以輕松越過障礙物。

團(tuán)隊的趙逸棟告訴錢報記者,之所以訓(xùn)練“絕影”爬樓梯,是因為在未來,它的一個重要功能,是完成巡邏任務(wù),“走樓梯,是一項必備技能。同時,它可以負(fù)重20公斤的物資,就可以搭載攝像頭、檢測設(shè)備等,很好地承擔(dān)巡檢職能?!?/p>

“我們遇到的許多人真的把它當(dāng)成一只狗,見不得它被‘虐’。”但這并不意味著“絕影”的素質(zhì)不到位,“它完全能夠承受住更大力度的突然襲擊,有很強的環(huán)境適應(yīng)能力?!?/p>